在Python中,complex
是用于表示和处理复数的内置类型,支持实部与虚部的数学运算,广泛应用于信号处理、工程计算等领域。复数以a+bj
形式表示(如3+4j
),其中a
为实部,b
为虚部,j
为虚数单位。
-
创建复数
可通过complex(实部, 虚部)
函数或直接字面量(如1+2j
)创建。例如:python复制
z = complex(3, 4) # 等价于 3+4j
虚部必须用
j
结尾,字符串解析需严格格式(如complex("5-2j")
)。 -
属性与基础运算
- 通过
.real
和.imag
获取实部与虚部:python复制
print(z.real) # 输出 3.0 print(z.imag) # 输出 4.0
- 支持加减乘除等运算,如
z1 + z2
或abs(z)
计算模长。
- 通过
-
高级功能
- 极坐标转换:使用
cmath.polar(z)
获取模长和相位角,cmath.rect(r, phi)
还原为复数。 - 共轭复数:
z.conjugate()
返回虚部取反的复数(如3-4j
)。 - 科学计算:结合
cmath
模块实现指数、对数等复杂运算。
- 极坐标转换:使用
-
应用场景
- 信号处理:傅里叶变换中复数表示频域分量。
- 电气工程:计算交流电路阻抗(如
Z = R + 1j*ωL
)。 - 量子计算:描述量子态叠加。
提示:处理复数时注意虚部单位必须为j
,混合运算会自动提升为复数类型。对于高精度需求,可结合decimal
模块扩展。